Algorithme et codage

ACADEMIE DE NANTES
Formation disciplinaire
TECHNOLOGIE 2016
L'informatique et la
programmation
Formation disciplinaire Technologie 2016
CYCLE 4 – MATHEMATIQUES
CYCLE 4 – TECHNOLOGIE
THEME E – ALGORITHMIQUE ET
PROGRAMMATION
Notions de base
Formation disciplinaire Technologie 2016
Un algorithme est une suite finie et non-ambiguë
d’instructions permettant de donner la réponse à
un problème.
Algorithmique et
codage au collège
Le langage de programmation est
l'intermédiaire entre l'humain et la
machine, il permet d'écrire dans un
langage proche de la machine, mais
intelligible par l'humain, les
opérations que l'ordinateur ou le
système doit effectuer.
L'algorithme est codé dans un langage de
programmation graphique spécifique, il
s'agit de la phase de programmation au
collège
LES FORMATIONS ACADEMIQUES
De 2012 à aujourd'hui
Formation disciplinaire Technologie 2016
Le contenu de ces formations académiques a donc été conçu autour
de la domotique pilotée par l’interface Arduino.
Déroulés des
activités
Les lycées techniques et technologiques
étaient des partenaires importants au
niveau matériel et organisationnel.
Exemple d’espace
numérique
Ce choix matériel avait été décidé pour favoriser un continuum
de l'enseignement du collège jusqu'au lycée :
Arduino avec shield et
langage graphique en collège
Arduino seule et code en
lycée (SI et/ou MPS-ION,
1ère, Tle, Prépa...)
Arduino spécialisée :
Industruino
(SI et/ou CIT)
Du cycle 3 au lycée
Formation disciplinaire Technologie 2016
MISE EN PLACE D'UNE PROGRESSION
Cycle 4
Cycle 3
???
6è
4è
5è
lycée
3è
2nde
PROGRAMMATION GRAPHIQUE
VIRTUELLE /RELLE - ROBOTIQUE- CODE
PROGRAMMATION GRAPHIQUE
VIRTUELLE
scratch
mBlock
blockly@rduino appinventor
Et mBlock ne permet pas de
tout piloter
processing
Les logiciels de programmation
Il existe actuellement de nombreux
logiciels qui permettent de programmer
les différentes cartes utilisées dans les
laboratoires de technologie : Arduino,
Picaxe, Raspberry Pi, BeagleBoard...
Nous avons essayé de répertorier un
grand
nombre
de
possibilités
pertinentes dans la carte mentale cicontre pour vous aider à faire
éventuellement un choix :
Ressources pédagogique :
différenciation pédagogique : application à
la programmation
Formation disciplinaire Technologie 2016
Les outils de programmation
Formation disciplinaire Technologie 2016
6è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
Création de classeur de matériaux, présentation de planètes
●
●
●
●
utilisation avec condition simple de Scratch
insertion d’image, lutins, arrière plan
déplacement de lutin,
changement de costume
→ structure libre, initialisation (conditions au départ)
ACTIVITE ELEVE
Activités élèves proposées
Ce que l'élève va être capable
de faire ou connaître
Compétence du programme
Activité 1 :
Je connais le système solaire, comment
réaliser un jeu interactif pour le
Insérer des images placer dans un
vérifier ?
dossier ressource.
Pratiquer des langages
Exploiter un document constitués
de divers supports (texte, schéma,
graphique, tableau, algorithme
simple).
Domaine du socle : 1
Les élèves découvrent l’algorithme
en utilisant des logiciels
d’applications visuelles et ludiques.
6è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
Activité 2 :
J'ai vu en SVT le cycle de la germination,
je souhaite maintenant le mettre en Déplacer des lutins, insérer une
animation grâce au logiciel scratch.
temporisation, Changer les
costumes des lutins, modifier une
scène.
Déplacer des lutins, insérer une
temporisation, Changer les
costumes des lutins
Pratiquer des langages
Exploiter un document constitués
de divers supports (texte, schéma,
graphique, tableau, algorithme
simple).
Domaine du socle : 1
Les élèves découvrent l’algorithme
en utilisant des logiciels
d’applications visuelles et ludiques.
Activité 3 :
Je veux proposer une réalisation
interactive qui permet de vérifier les
connaissances sur les matériaux
constituant le roller en utilisant
plusieurs conditions, mais comment
exprimer cette condition ?
Initialiser, utiliser une condition
simple (si…alors…sinon…)
Pratiquer des langages
Exploiter un document constitués
de divers supports (texte, schéma,
graphique, tableau, algorithme
simple).
Domaine du socle : 1
Les élèves découvrent l’algorithme
en utilisant des logiciels
d’applications visuelles et ludiques.
6è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
CE QUE DOIS SAVOIR FAIRE L'ENSEIGNANT
Activité 1 : PRESENTATION DE
PLANETES
Activité 2 : GERMINATION
Activité
Rendu
Activité 3 : CLASSEUR
MATERIAUX
Activité
Rendu
Activité
Rendu
5è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
On introduit une maquette numérique Sweet Home 3D :
●
●
●
●
traitement de fichier image (format SVG)
choix multilingue
système virtuel
test de capteurs/actionneurs en fin d’année
→ comparaison de structure (nombre de blocs, structures complexes),
→ annoter/commenter (‛qu’est ce que je fais ?’),
→ expliciter ses choix simples (‛pourquoi je le fais ?’)
Présentation d'un aménagement : la chambre d'un collégien
PRESENTATION
ACTIVITE
5è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
ScratchHome – Plugin
Le plug-in a pour vocation d'amener des raisonnements de programmation, une initiation
simplissime à la domotique, à l'aide du logiciel de programmation graphique Scratch.
https://mediacad.ac-nantes.fr/m/723
4è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
On se place du point de vue systèmes. Utilisation du logiciel mBlock. ●
●
●
●
test de capteurs et d'actionneurs :
- capteurs numériques : IR distance, télécommande IR, télémètre ultrason, ILS
- capteur analogiques : joystick, potentiomètre, LDR
introduction de variable
interactions virtuel/réel
décomposition en problème
→ expliciter les choix technologiques (capteurs/actionneurs)
→ commenter le programme
→ argumenter ses choix
PRESENTATION AMENAGEMENT +
PORTAIL VIRTUEL
ECLAIRAGE VIRTUEL
English version
4è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
Tests des capteurs ANALOGIQUES et NUMERIQUES
Interaction réel/virtuel - Présentation de la maquette
3è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
On arrive à la programmation et robotique. Et avec les nouveaux programmes
apparaissent les objets connectés.
●
●
●
●
itérations
décomposition en sous problème
répartition dans/en équipe(s)
fonction
Robotique - Décomposition en sous-problèmes : fonctions
blockly@rduino
3è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
EXEMPLE : ROBOT
SUIVEUR DE LIGNE
3è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
Les Objets connectés
L’Internet des Objets désigne la « connexion » de ces objets à un réseau plus large, que
ce soit directement (par Wi-Fi par exemple), par l’intermédiaire du smartphone de
l’utilisateur (souvent via une connexion Bluetooth) ou grâce à des protocoles de
communication qui leur sont propres, et qui permettraient aux objets de communiquer
entre eux. C’est ce type d’objets 2.0 que nous appelons objets connectés.
Utilisation du Bluetooth
La seconde solution consiste à se connecter à un smartphone ou tablette équipé de
Bluetooth pour se servir de la connexion de ce dernier au réseau Internet. Dans ce cas, la
consommation énergétique est moindre.
3è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
ETAPE 1 : PREPARATION DE L'INTERFACE homme/machine
Avec APPINVENTOR 2
3è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
ETAPE 2 : LE SKETCH A TELEVERSER DANS VOTRE CARTE ARDUINO
ETAPE 3 : CONNECTION TABLETTE ANDROID ET ARDUINO
3è - Programmation graphique
Activités proposées Ce que l'élève va être capable de faire
ou connaître
Analyse du problème : Formaliser sous forme graphique le
Comment robotiser le fonctionnement attendu
fauteuil ?
Formation disciplinaire Technologie 2016
Compétence du programme
Socle : Concevoir, créer, réaliser
Identifier un besoin et énoncer un problème technique,
identifier les conditions, contraintes.
S’approprier un cahier des charges.
●
Imaginer des solutions en réponse au besoin.
Apport en algorithmie : sous-programme
Organisation de x groupes Utilisation des compétences mathématiques
avec pour chacun un cas à (proportionnalité) pour décrire le
réaliser.
fonctionnement de son sous-programme
Nommer les variables
Nb : on peut commencer par un fonctionnement
en tout ou rien. (joystick bougé=mouvement à la
vitesse max)
Thème N°1 :
Imaginer, synthétiser et formaliser une procédure, un
protocole.
Outils numériques de présentation.
Socle :Réaliser, de manière collaborative, le prototype de
tout ou partie d’un objet pour valider une solution.
Thème 1 : Participer à l’organisation de projets, la définition
des rôles, la planification (se projeter et anticiper) et aux
revues de projet.
Organisation d’un groupe de projet, rôle des participants,
planning, revue de projets.
Écrire un programme dans lequel des actions sont
déclenchées par des événements extérieurs.
Notions
d’algorithme et de programme.
Apport en algorithmie : Déclaration des variables
Notion de variable informatique.
(avec un nom parlant).
Déclenchement d'une action par un événement,
séquences d'instructions, boucles, instructions
conditionnelles.
3è - Programmation graphique
Formation disciplinaire Technologie 2016
Programmation et
vérification par rapport à
l'attendu
Coder le sous programme et tester
Le relier au programme principal
Apport en algorithmie : besoin d'initialiser les
variables.
Conditions imbriquées
Réalisation d'un objet
connecté
Réaliser une application simple permettant de
capter le pouls de l'utilisateur ou la tension de la
batterie
Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un
programme commandant un système réel et vérifier le
comportement attendu.
Imaginer, concevoir et programmer des applications
informatiques nomades.
2nde ICN ou MPS-ION Programmation graphique
●
Algorithmie avant le code
Analyser la situation problème, la
décomposer et la résoudre sous
forme algorithmique avant de coder.
Formation disciplinaire Technologie 2016
Blockly@rduino
2nde ICN ou MPS-ION Programmation graphique - code
Formation disciplinaire Technologie 2016
processing
ACTIVITE